發(fā)布時間：2020-05-21 20:36

【摘要】：現代無線通信系統(tǒng)越來越小型化、集成化和多功能化,天線作為無線通信系統(tǒng)的重要收發(fā)元件也面臨著多重挑戰(zhàn)。為了與無線通信系統(tǒng)相集成,天線設計者必須設計出小尺寸、多頻、低剖面、寬頻帶、結構簡單和價格低廉的天線。傳統(tǒng)的實現手法和常規(guī)材料已經不能滿足天線發(fā)展的需要,超材料的提出為天線的發(fā)展開拓了一個新的領域。自從超材料的幾種不同結構形式被提出以來,其微帶實現形式的復合左右手傳輸線在天線領域得到廣泛應用,它具有傳統(tǒng)傳輸線所不能比擬的一系列優(yōu)點,比如低損耗、負折射率以及非線性的相位常數等。本文首先分析了超材料天線領域國內外的研究現狀和研究熱點,接著描述了超材料與天線的基本理論,最后圍繞著設計小型化和多頻段天線的宗旨設計了三款不同的超材料天線。本文的主要內容包括以下幾個方面:1.設計了一款基于超材料的小型化三頻帶天線。利用非對稱共面波導進行饋電以減小天線的尺寸。利用兩個簡化的超材料單元來替代一般的超材料結構,使天線的尺寸得以進一步減小,同時激勵天線的零階諧振和天線本身的諧振,使天線工作在1.76 GHz的UMTS頻帶,5.2 GHz和5.8GHz的WLAN頻帶。討論了各參數與天線諧振頻率之間的變化關系,繪制了三個頻點處的電流分布圖。加工天線并實測,測試結果與仿真結果基本吻合。2.設計了一款基于超材料的小型化寬帶多頻天線,天線的尺寸為16×23.2×1.6 mm3。利用縫隙電容實現左手電容,微帶短截線電感實現左手電感,同時激勵天線的零階諧振和一階諧振,通過調節(jié)左手原件值,使天線的零階諧振和一階諧振相融合以獲得寬帶性能。同時在地板上開彎折形槽以激勵高頻諧振。所設計的天線能工作在2.44-3.69 GHz的Wi Max頻段和5.6-5.9 GHz的WiFi頻段。3.設計了一款加載超材料單元的多頻帶天線。在傳統(tǒng)矩形貼片單極子天線上加載兩個復合左右手傳輸線單元結構,每個單元激勵一個新的諧振,該新的諧振僅僅與超材料單元的結構尺寸有關,通過調節(jié)超材料單元的尺寸,能夠靈活的調節(jié)其諧振頻率。同時單極子天線本身的諧振并不受影響。天線能工作在2.5-3.69GHz的WiMax頻段和1.227 GHz的GPS頻段。文章給出了天線設計的演變過程,詳細分析了天線各個頻帶形成的基本原理。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN820

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本文編號：2674867